課標(biāo)要求
1．闡述同源染色體、四分體、聯(lián)會等概念。
2．通過精子的形成過程，了解減數(shù)分裂過程及其特點。
3．闡明減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細胞。
核心素養(yǎng)
1．掌握同源染色體、聯(lián)會、四分體、染色單體等概念。(生命觀念)
2．通過分析染色體的行為和數(shù)目變化過程理解細胞生命活動的動態(tài)變化。(生命觀念)
3．比較減數(shù)分裂Ⅰ與減數(shù)分裂Ⅱ的異同。(科學(xué)思維)
一、減數(shù)分裂的相關(guān)概念
基礎(chǔ)知識·雙基夯實
1．同源染色體與非同源染色體
(1)同源染色體：減數(shù)分裂過程中_配對__的兩條染色體，形狀和大小一般都_相同__，一條來自_父方__，一條來自_母方__。
(2)非同源染色體：形狀、大小_一般不相同__，且在減數(shù)分裂過程中不進行_配對__的染色體。
2．聯(lián)會和四分體
(1)聯(lián)會：在減數(shù)分裂過程中，同源染色體_兩兩配對__的現(xiàn)象。
(2)四分體：聯(lián)會后的每對同源染色體含有_四__條染色單體，叫作四分體。
活學(xué)巧練
1.減數(shù)分裂是一種特殊方式的有絲分裂，同樣具有周期性。( × )
2．對于雄性哺乳動物來說，同源染色體只存在于精原細胞中，而不存在于其他體細胞中。( × )
3．細胞內(nèi)的同源染色體都會形成四分體。( × )
4．精原細胞自身增殖的方式是減數(shù)分裂。( × )
合作探究
觀察細胞中染色體模式圖，結(jié)合教材回答下列問題：
圖1
圖2
1．同源染色體和非同源染色體
(1)同源染色體：減數(shù)分裂中配對的兩條染色體，其形態(tài)、大小一般都_相同__，一條來自_父方__，一條來自_母方__。如圖1中的_1和2,3和4__為一對同源染色體。
(2)非同源染色體：形態(tài)、大小各不相同，且在_減數(shù)__分裂過程中不配對的染色體。如圖1中的_1和3或1和4或2和3或2和4__是非同源染色體。
2．聯(lián)會和四分體
(1)聯(lián)會：減數(shù)分裂Ⅰ過程中(前期) 同源染色體 兩兩配對的現(xiàn)象。
(2)四分體
聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條_染色單體__，叫作四分體。圖1中含有_兩__個四分體，其中_1和2__形成一個四分體，_3和4__形成一個四分體。四分體的個數(shù)等于減數(shù)分裂中配對的_同源染色體__對數(shù)。
3．姐妹染色單體和非姐妹染色單體
(1)姐妹染色單體：同一著絲粒連著的兩條染色單體。如圖1中的_a和a′、b和b′、c和c′、d和d′__。
(2)非姐妹染色單體：不同著絲粒連接著的兩條染色單體。如圖1中的a和b(b′)、a′和b(b′)等。
(3)若發(fā)生互換，則可發(fā)生在哪些染色單體之間？
提示：a和b(b′)、a′和b(b′)、c和d(d′)、c′和d(d′)。
4．相關(guān)數(shù)量關(guān)系
1個四分體＝_1__對同源染色體＝_2__條染色體＝_4__條染色單體＝_4__個核DNA分子＝8條脫氧核苷酸鏈。
歸納提升
1.染色體、染色單體、核DNA、同源染色體和四分體數(shù)目的判斷方法
(1)確定染色體數(shù)
①若以有絲分裂或減數(shù)分裂圖示形式出現(xiàn)，可根據(jù)“著絲粒數(shù)＝染色體數(shù)”來確定。
②若已知體細胞染色體數(shù)，判斷其他各時期染色體數(shù)。有絲分裂只有后期和末期染色體暫時加倍，其他各時期與體細胞染色體數(shù)一致。若是減數(shù)分裂，則減數(shù)分裂Ⅰ時與體細胞染色體數(shù)一致，減數(shù)分裂Ⅰ之后染色體數(shù)為體細胞的一半(減數(shù)分裂Ⅱ后期，著絲粒分裂，導(dǎo)致減數(shù)分裂Ⅱ后、末期染色體數(shù)暫時加倍)。
(2)確定染色單體數(shù)
①染色單體出現(xiàn)在染色體復(fù)制后，著絲粒分裂前這段時期，染色單體數(shù)＝染色體數(shù)×2。
②在DNA復(fù)制前和著絲粒分裂后的時期，染色單體數(shù)為0。
(3)確定核DNA數(shù)
①有染色單體時，核DNA數(shù)＝染色單體數(shù)＝染色體數(shù)×2。
②無染色單體時，核DNA數(shù)＝染色體數(shù)。
(4)確定同源染色體數(shù)
①有絲分裂全過程都有同源染色體。
②減數(shù)分裂Ⅰ末期以后，受精作用以前無同源染色體。
③同源染色體的對數(shù)等于染色體數(shù)的一半。
(5)確定四分體數(shù)
只有減數(shù)分裂Ⅰ前期同源染色體聯(lián)會時才有四分體，四分體數(shù)＝同源染色體對數(shù)。
2．思考：(1)減數(shù)分裂過程中，配對的兩條染色體一定是同源染色體嗎？形態(tài)、大小相同的染色體一定是同源染色體嗎？一條來自父方，一條來自母方的染色體一定是同源染色體嗎？
提示：減數(shù)分裂過程中，配對的兩條染色體是同源染色體。形態(tài)、大小一般相同；一條來自父方，一條來自母方，是同源染色體的兩個必要條件，只符合其中一個，則不一定是同源染色體。
(2)有同源染色體的細胞是否都能進行減數(shù)分裂？同源染色體是否都能配對形成四分體？
提示：不一定。體細胞中也含有同源染色體，但體細胞不進行減數(shù)分裂。生殖細胞中同源染色體只有在減數(shù)分裂過程中才能聯(lián)會形成四分體。
典例1 (2023·揚州高二檢測)下列有關(guān)四分體的敘述，正確的是( A )
A．每個四分體包含一對同源染色體的4條染色單體
B．經(jīng)過復(fù)制的同源染色體都能形成四分體
C．四分體時期可能發(fā)生姐妹染色單體間的互換
D．四分體出現(xiàn)在減數(shù)分裂Ⅰ的每個時期
解析： 四分體由一對同源染色體聯(lián)會形成，含有4條染色單體，A正確；四分體只在減數(shù)分裂過程中存在，有絲分裂過程含有同源染色體，其復(fù)制后不聯(lián)會，不形成四分體，B錯誤；四分體中的非姐妹染色單體之間可發(fā)生互換，C錯誤；四分體出現(xiàn)在減數(shù)分裂Ⅰ的前期，D錯誤。
變式訓(xùn)練? 下列關(guān)于同源染色體和四分體“一定”的敘述，正確的是( C )
A．同源染色體在細胞分裂過程中一定能夠配對
B．含有四條姐妹染色單體的一定是四分體
C．一個四分體一定是一對同源染色體
D．一對同源染色體一定是一個四分體
解析： 互為同源染色體的兩條染色體只在減數(shù)分裂Ⅰ前期發(fā)生配對，在有絲分裂過程中不發(fā)生配對，A錯誤；復(fù)制后的兩條非同源染色體也含有四條姐妹染色單體，但不是四分體，B錯誤；四分體是由同源染色體聯(lián)會形成的，一個四分體一定是一對同源染色體，C正確；同源染色體聯(lián)會后才形成四分體，在有絲分裂過程中同源染色體不會發(fā)生聯(lián)會，此時一對同源染色體不是一個四分體，D錯誤。
二、精子的形成過程
基礎(chǔ)知識·雙基夯實
精子的形成過程
1．場所：人和其他哺乳動物的精子是在_睪丸__中形成的。
2．精細胞形成過程
3.精細胞變形形成精子
減數(shù)分裂后，精細胞要經(jīng)過復(fù)雜的變形才能成為精子。
精子呈蝌蚪狀，分頭部和尾部，頭部含有 細胞核 ，尾長，能夠擺動。
易錯提醒：同源染色體的形態(tài)大小一般相同，但有些同源染色體形態(tài)大小不同，如人類的X染色體和Y染色體。
活學(xué)巧練
1.精原細胞是特殊的體細胞，既能通過有絲分裂增殖，又能通過減數(shù)分裂產(chǎn)生精子。( √ )
2．玉米體細胞中有10對同源染色體，經(jīng)減數(shù)分裂后，花粉中有5對同源染色體。( × )
3．減數(shù)分裂Ⅱ后期，大小、形狀相同的兩條染色體可以被稱為同源染色體。( × )
4．精原細胞形成精子的過程中，染色體復(fù)制一次，細胞連續(xù)分裂兩次，故精子的染色體數(shù)比精原細胞的減少一半。( √ )
合作探究
1.比較減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ
觀察精子形成過程示意圖，回答下列問題：
(1)寫出圖中各種細胞的名稱：a._精原細胞__，b._初級精母細胞__，c._次級精母細胞__，d._精細胞__，e._精子__。
(2)染色體數(shù)目減半發(fā)生在圖中_b__過程中，染色單體消失發(fā)生在圖中_c__過程中。
(3)不考慮同源染色體的非姐妹染色單體間的互換，細胞e有_2__種，如果考慮同源染色體的非姐妹染色單體間的互換，細胞e有_4__種。
2．染色體數(shù)目減半發(fā)生在哪個時期？減半的原因是什么？
提示：染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ的末期；原因是同源染色體分離，并分別進入到兩個子細胞中。
歸納提升
減數(shù)分裂過程中兩個分裂階段的比較(假設(shè)體細胞染色體數(shù)和核DNA分子數(shù)均為2n)
典例2 如圖為精細胞形成過程中幾個時期的細胞模式圖，下列敘述中正確的是( A )
A．精子形成過程的順序排列為a→c→b→d
B．d圖為次級精母細胞
C．b圖中染色體與核DNA分子數(shù)之比為1∶1
D．染色體的復(fù)制發(fā)生在c圖
解析： 精子形成過程的順序為a→c→b→d，A正確；d圖為精細胞，B錯誤；b圖中每條染色體上都含有2條染色單體，此時染色體與DNA分子數(shù)之比為1∶2，C錯誤；染色體的復(fù)制發(fā)生在減數(shù)分裂前的間期，而c圖處于減數(shù)分裂Ⅰ前期，D錯誤。
變式訓(xùn)練? 在減數(shù)分裂前及分裂過程中，下列有關(guān)染色體變化的敘述，正確的是( B )
A．著絲粒在減數(shù)分裂Ⅰ后期分裂，染色體數(shù)目加倍
B．在減數(shù)分裂前，染色體只復(fù)制一次
C．在減數(shù)分裂Ⅱ過程中，同源染色體分離
D．細胞中同源染色體分離導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍
解析： 著絲粒分裂發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ后期，A項錯誤；在減數(shù)分裂前的間期，染色體復(fù)制一次，細胞在減數(shù)分裂過程中連續(xù)分裂兩次，B項正確；同源染色體分離發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期，C項錯誤；細胞中同源染色體分離并分別進入兩個子細胞，使得細胞中染色體數(shù)目減半，導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍的是減數(shù)分裂Ⅱ后期著絲粒分裂，D項錯誤。
如下圖所示，如果四分體中的非姐妹染色單體沒有互換，同源染色體就是A1和B1的狀態(tài)，發(fā)生了互換就是A2和B2的狀態(tài)，正常情況下次級精母細胞只含有同源染色體中的一條，所以是否發(fā)生互換將導(dǎo)致精細胞中染色體的組成不相同，進而產(chǎn)生多樣性的精子。
典例3 (2023·貴州安順一中檢測)如圖表示減數(shù)分裂非姐妹染色單體的互換過程，則下列敘述正確的是( A )
A．發(fā)生互換的前提是同源染色體配對
B．a(chǎn)和a′屬于同源染色體，a和b屬于非同源染色體
C．互換發(fā)生在同源染色體上的姐妹染色單體之間
D．該過程也會發(fā)生在有絲分裂過程中
解析： 減數(shù)分裂Ⅰ前期，同源染色體聯(lián)會形成四分體，此時同源染色體上的非姐妹染色單體之間可能發(fā)生互換，A正確；a和a′屬于姐妹染色單體，a和b屬于同源染色體上的非姐妹染色單體，B錯誤；互換發(fā)生在同源染色體上的非姐妹染色單體之間，C錯誤；有絲分裂過程中沒有染色體聯(lián)會，所以不會發(fā)生該互換過程，D錯誤。
1．在觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂裝片時，區(qū)分初級精母細胞和次級精母細胞的主要依據(jù)是( C )
A．染色體的組成成分
B．染色體是否存在染色單體
C．有無同源染色體
D．細胞是否均等分裂
解析： 初級精母細胞在減數(shù)分裂Ⅰ后期，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，次級精母細胞中不含同源染色體，故選C。
2．下列關(guān)于減數(shù)分裂過程中染色體的描述，正確的是( B )
A．第一次分裂，著絲粒分裂，同源染色體不配對
B．第一次分裂，著絲粒不分裂，同源染色體配對
C．第二次分裂，著絲粒分裂，同源染色體配對
D．第二次分裂，著絲粒不分裂，同源染色體不配對
解析： 減數(shù)分裂Ⅰ過程中，著絲粒不分裂，同源染色體配對(聯(lián)會)，減數(shù)分裂Ⅰ后期，同源染色體分離，減數(shù)分裂Ⅱ過程中，細胞中無同源染色體，且減數(shù)分裂Ⅱ后期著絲粒分裂，B正確。
3．下列是減數(shù)分裂過程中的幾個步驟，正確的順序是( C )
①形成四分體
②同源染色體分離
③非姐妹染色單體的互換
④細胞質(zhì)分裂
⑤聯(lián)會
⑥染色體復(fù)制
⑦染色單體分離
A．②①③④⑤⑥⑦④
B．④⑥③②⑤⑦①④
C．⑥⑤①③②④⑦④
D．⑥⑤③④⑦②①③
解析： 減數(shù)分裂過程包括減數(shù)分裂前的間期、減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ。題干中在時間順序上依次是：染色體復(fù)制、聯(lián)會、形成四分體、非姐妹染色單體的互換、同源染色體分離、細胞質(zhì)分裂、染色單體分離和細胞質(zhì)分裂，C正確。
學(xué)霸記憶
1.同源染色體：指減數(shù)分裂過程中配對的兩條染色體，形狀和大小一般都相同，一條來自父方，一條來自母方。聯(lián)會后的每對同源染色體被稱為一個四分體，含有四條染色單體。
2．減數(shù)分裂Ⅰ的主要特征
(1)同源染色體聯(lián)會形成四分體；
(2)四分體中的非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生纏繞，并互換相應(yīng)的片段；
(3)同源染色體分離，分別移向細胞兩極。
3．減數(shù)分裂Ⅱ的主要特征：每條染色體的著絲粒分裂，姐妹染色單體隨之分開，成為兩條染色體，在紡錘絲的牽引下，這兩條染色體分別向細胞兩極移動。
時期
圖像
染色體行為
細胞
名稱
減數(shù)分裂
前的間期
DNA復(fù)制，相關(guān)_蛋白質(zhì)__合成，細胞體積增大
精原
細胞
減數(shù)
分裂Ⅰ
前
期
同源染色體發(fā)生聯(lián)會形成_四分體__，其上的_非姐妹染色單體__之間可以發(fā)生互換
初級
精母
細胞
中
期
各對_同源染色體__排列在細胞中央的赤道板兩側(cè)
后
期
配對的兩條_同源染色體__彼此分離，分別移向細胞的兩極， 非同源染色體 自由組合
末
期
細胞質(zhì)分裂，形成2個子細胞。細胞中染色體數(shù)目減半
減數(shù)
分裂Ⅱ
前
期
_染色體__散亂分布在細胞中
次級
精母
細胞
中
期
染色體的_著絲粒__排列在赤道板上
后
期
每條染色體的_著絲粒__分裂，姐妹染色單體分開，移向細胞的兩極
末
期
細胞質(zhì)分裂，一個細胞分裂成為2個子細胞
精細
胞
比較項目
減數(shù)分裂Ⅰ
減數(shù)分裂Ⅱ
分裂前的間期DNA的復(fù)制與否
復(fù)制
不復(fù)制
同源染色體
有
無
著絲粒變化
不分裂
分裂
染色體主要行為
①同源染色體聯(lián)會；
②四分體中非姐妹染色單體可以發(fā)生互換；
③同源染色體分離，非同源染色體自由組合
著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為兩條染色體，分別移向細胞兩極
染色體數(shù)目
2n→n
n→2n→n
核DNA數(shù)目
4n→2n
2n→n
染色單體數(shù)
4n→2n
2n→0

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一 減數(shù)分裂

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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